Achszähler

Achszähler sind elektronische Bauteile zum Zählen der Radsätze vorbeifahrender Züge und dienen der Gleisfreimeldung. Ihr Prinzip beruht darauf, dass die durch die angeschlossenen Sensoren (Zählpunkt, Radsensor) gezählten Achsen bei Einfahrt in einen Gleisabschnitt mit denen bei der Ausfahrt verglichen werden.

Siemens-Achszählschienenkontakt im eingebauten Zustand

Achszählschienenkontakt Zp30 der Firma Thales im eingebauten Zustand, Außenseite mit den Sendeköpfen

Symbol eines Achszählers in sicherungs­technischen Plänen.

Das üblicherweise in signaltechnischen Planunterlagen verwendete Symbol für einen Achszähler zeigt zwei Punkte, durchzogen von einer horizontalen Linie.

Während einige europäische Infrastrukturbetreiber vielfach auf Achszähler setzen, kommen sie bei anderen nur in Ausnahmefällen zum Einsatz.

Technik

An einem Gleisabschnitt sind mehrere punktuelle Sensoren, sogenannte Achszählkontakte oder Radsensoren, eingebaut, die die darüberlaufenden Fahrzeugachsen an motorgetriebene oder elektronische Achszählwerke melden. Wichtig für die Funktion ist eine Richtungserkennung, weshalb in Achszählkontakten zwei Kontaktsysteme hintereinander eingebaut sind. Herstellerabhängig ist das auch in einem gemeinsamen Gehäuse möglich. Bei elektronischen Achszählern ist ein Teil der Anschaltung in einem Gleisanschlussgehäuse nahe den Schienenkontakten eingebaut, die Auswertung erfolgt jedoch in der Regel zentralisiert im Stellwerk.

Beim Einfahren in den mit einem Achszähler ausgerüsteten Gleisabschnitt werden die Achsen der Schienenfahrzeuge eingezählt, beim Ausfahren ausgezählt. Ein zuvor „besetzter“ Gleisabschnitt wird wieder als frei gemeldet, wenn dieselbe Anzahl an eingezählten Achsen auch ausgezählt wurde; ist die Anzahl der ein- und ausgezählten Achsen ungleich, wird der Abschnitt weiter als „besetzt“ registriert. Werden, auch zwischenzeitlich, mehr Achsen aus- als vorher eingezählt, dann führen diese Minusachsen zu einer Störungs- und Besetztmeldung.

Bei der Deutschen Bahn werden hauptsächlich induktive Schienenkontakte eingesetzt: Ein Sender auf der Schienenaußenseite strahlt ein magnetisches Wechselfeld ab, das auf einen Empfänger auf der Schieneninnenseite wirkt. Durch unterschiedliche Betriebsfrequenzen beider Systeme eines Zählpunktes werden gegenseitige Beeinflussungen vermieden. Wenn sich ein Rad durch dieses Feld bewegt, wird die Feldänderung als „gezählte Achse“ erkannt. Die Fahrtrichtung wird durch zeitliche Verschiebung der Feldrichtungsänderung zum zweiten Sender-/Empfängerpaar erkannt. Die allgemein verwendete, historisch gewachsene Benennung als „Achszähler“ ist somit technisch betrachtet nicht korrekt, da hier ein Rad und keine Achse detektiert wird.

Vorteilhaft gegenüber der Gleisfreimeldung durch Nf-Gleisstromkreise wirkt sich aus, dass eine aufwändige elektrische Isolierung des Gleises entfällt, die Länge eines Achszählabschnittes nur von der Art der Datenübertragung zwischen Zählpunkt und Auswerteeinrichtung abhängt und damit praktisch unbegrenzt ist. Auch stören im lückenlosen Gleis keine Isolierstöße und für die Triebstromrückführung bei elektrischer Traktion mit Fahrleitung sind keine besonderen Maßnahmen erforderlich.

Nachteilig hingegen ist, dass die Freimeldung des Gleises nur mittelbar erfolgt und z. B. nach Arbeiten oder Störungen das Freisein des betreffenden Abschnittes manuell festgestellt werden muss. Die Grundstellung eines Achszählabschnittes (Abschnitt frei) muss danach durch eine zähl- und nachweispflichtige Hilfsbedienung, die Achszählgrundstellung, hergestellt werden. Es gibt auch technische Lösungen, einen vorübergehend gestörten Achszählpunkt automatisiert zu überbrücken und (unter Auswertung des darauf folgenden Zählpunktes) zurückzusetzen.

Auf der S-Bahn-Stammstrecke Stuttgart werden Achszählpunkte gedoppelt, um die Betriebsstabilität zu verbessern. Eine Zusammenfassung von Achszählabschnitten bei Störungen einzelner Achszählpunkte war zuvor verworfen worden.

Auch im Bahnhof Birmingham New Street werden redundante Achszählpunkte verwendet.

Hersteller

• Voestalpine
• Frauscher
• Hasler Bern
• Integra Signum
• Scheidt & Bachmann
• Siemens
• Thales
• Pintsch

Geschichte

Schweiz

Achszähler System Zaugg (1913)

Im Jahre 1913 beschäftigte sich der damalige Obertelegrapheninspektor der SBB, P. Frei, mit dem Problem einer Blockstelle im Hauenstein-Basistunnel zur Unterteilung der 9,8 km langen Strecke Olten Tannwald-Tecknau. Wegen des Dampfbetriebes konnte die Blockstelle im Tunnel nicht besetzt werden. Da Gleisisolierung schon wegen der Länge der Abschnitte nicht in Frage kam, wurde eine Lösung mittels Achszähler gesucht. Die größte Schwierigkeit machte der Impulsgeber, während als Zähler ein Apparat Bauart Zaugg zu dieser Zeit im Versuchsbetrieb stand. Als Impulsgeber diente ein isoliertes Schienenstück von 650 mm Länge, das in ein über drei Schwellen reichendes Stahlgussstück zusammen mit den benachbarten Schienenenden isoliert eingeklemmt war. Mit einem kleinsten Achsabstand von 1,3 m war der Impulsabstand bei 100 km/h 0,045 s, die Impulsdauer die Hälfte. Bei Güterzügen zeigte sich die Schwierigkeit, dass Räder mit Flachstellen zwei Impulse durch Hüpfen veranlassen konnten.

Der Achszähler enthielt zwei gleiche, hintereinander sitzende gezahnte Schalträder, von denen jedes durch eine von einem Elektromagneten angetriebene Klinke im gleichen Drehsinne angetrieben wurde. Die beiden Elektromagnete waren mit den Impulsgebern, einer am Anfang, der andere am Ende der Zählstrecke, verbunden. Eine der Achsen der Schalträder war hohl und über die andere geschoben, so dass sie zwei Zeiger antreiben konnten, von denen der eine vor dem andern lag. Überdeckten sich die Zeiger, so wurde ein Stromkreis geschlossen, der den freien Zustand des Zählabschnittes anzeigte. Die zur Blockstelle gehörenden vier Blockfelder normaler Bauart für die doppelspurige Strecke waren im Stellwerk in Olten Tannwald aufgestellt, von dem aus auch die Ein- und Ausfahrsignale dieser Strecke bedient werden. Die für Anfangs- und Endfeld jeder Richtung gemeinsame Taste war sowohl von der normalen Tastensperre des Endfeldes als auch von einer zusätzlichen Tastensperre abhängig, deren Spule im Stromkreis der Zeiger des Achszählers lag. Diese Tastensperre war so ausgebildet, dass sie auslöste, wenn der Spulenstrom einmal unterbrochen wurde und dann wiederkehrte, also erst, wenn sowohl die Belegung der Strecke, als auch das Freiwerden gemeldet wurde.

Das Schienenstück wurde zur Verhinderung von „Hüpfern“ mit mechanisch bewegte Pedalkontakte ersetzt und später durch einen induktiven Zahlgeber abgelöst. Der Zähler stand unter anderem auch im Simplontunnel im Einsatz. Die Erfindung wurde aufgrund erhöhter Fahrgeschwindigkeiten um das Jahr 1930 abgelöst.

Literatur

• Andreas Hegger, Ulrich-Markus Fährmann, Klaus Restetzki: Grundwissen Bahn. Verlag Europa-Lehrmittel, 6. Auflage 2012, ISBN 978-3-8085-7423-2, Seite 277 f.
• Jörn Pachl: Systemtechnik des Schienenverkehrs. Springer Vieweg Wiesbaden, 7. Auflage 2013, ISBN 978-3-8348-2586-5, Seite 63 ff.
• Hans G. Wägli: Hebel, Riegel und Signale: Eisenbahnsicherungstechnik in der Schweiz: die Entwicklung der mechanischen Einrichtungen, Grafenried: Diplory Verlag, 2018. S. 349

Weblinks

Commons: Achszähler – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Geschichte: Der Achszähler System Zaugg

Informationen über Achszähler bei den Herstellerfirmen:

• Voestalpine
• Frauscher
• Scheidt & Bachmann
• Siemens
• Thales (PDF, Seite 13)
• Pintsch

Einzelnachweise

1. Andreas Hegger u. a.: Grundwissen Bahn. Verlag Europa-Lehrmittel, 6. Auflage 2012, ISBN 978-3-8085-7423-2, Seite 277 f.
2. Andreas Hegger u. a.: Grundwissen Bahn. Verlag Europa-Lehrmittel, 6. Auflage 2012, ISBN 978-3-8085-7423-2, Seite 275.
3. Colin Bailey: European Railway Signalling. Hrsg.: Institution of Railway Signal Engineers. A & C Black, London 1995, ISBN 0-7136-4167-3, S. 136. 
4. Andreas Hegger u. a.: Grundwissen Bahn. Verlag Europa-Lehrmittel, 6. Auflage 2012, ISBN 978-3-8085-7423-2, Seite 492.
5. Automatic Reset. (PDF) In: myprodcts-thales.com. Thales Transportation, 2013, S. 7, abgerufen am 19. September 2022 (englisch). 
6. Martin Retzmann: Digitaler Knoten Stuttgart (DKS): Besondere Ansätze bei der ETCS-Ausrüstung. (PDF) In: tu-dresden.de. DB Projekt Stuttgart-Ulm, 6. Mai 2021, S. 41, archiviert vom Original am 8. Oktober 2022; abgerufen am 7. Mai 2021. 
7. Marc Behrens, Alexander Eschbach, Bernd Kampschulte, Alexander Paltian, Markus Schöppach, Anke Wiedenroth: Robuste Leit- und Sicherungstechnik im Digitalen Knoten Stuttgart. In: Der Eisenbahningenieur. Band 73, Nr. 11, November 2022, ISSN 0013-2810, S. 40–46 (PDF). 
8. Albrecht Achilles, Behrooz Azarfar, Martin Beyer, Frank Lehmann, Roman Lies, Martin Schleede, Daniel Trenschel, Sven Wanstrath: Die Digitalisierung der S-Bahn-Stammstrecke Stuttgart (Teil 1). In: Signal + Draht. Band 115, Nr. 9, September 2023, ISSN 0037-4997, S. 16–26 (PDF). 
9. Thales team brings UK Axle Counter first to New Street re-signaling project. In: Modern Railways. März 2023, ISSN 0026-8356, S. 63. 
10. P. Frei: Ueber die Sicherung des Zugverkehrs durch elektrische Blockapparate auf der Strecke Olten-Tecknau der neuen Hauensteinlinie. In: Schweizerische Bauzeitung. Band 69 (1917), Heft 8 (archiviert in E-Periodica der ETH-Bibliothek, PDF; 3,7 MB).
11. R. Zaugg: Bahn-Sicherungseinrichtungen mit Achsenzählern. In: Schweizerische Bauzeitung. Band 116 (1940), Heft 23 (archiviert in E-Periodica, PDF; 5,0 MB).